一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶及制备方法，按重量百分比计，包含以下物质：15～45％的丁基聚合物、5～35％的合成聚合物、0.02‑0.5％的引发剂、0.1‑1％硅烷偶联剂、10‑30％的无机惰性填料、10‑20％的干燥剂、0‑5％的增黏树脂、0.3‑0.7％的增塑剂、0.1‑0.5重量％的防老剂。该密封胶经熔融共混改性、经硅烷偶联剂接枝改性、经填充改性，在真空度为0.08～0.1MPa、温度135℃下捏合1～2小时得到。本发明专利技术具有原料易得、工艺简单，制得的密封胶具有持久粘接力，耐高温、高湿、紫外老化，水汽透过率低，热稳定性优良，绝缘性能良好，冷流率小的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶及制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种密封胶，尤其涉及一种双玻光伏组件用丁基密封胶及其制备方法。
技术介绍
太阳能电池组件主要由电池片、封装胶膜及外保护基材组成，通过高温层压制备，类似于三明治结构，电池片之间相互连接组成内部集成化系统而起发电作用。光伏组件需要满足特定标准以经得起各种环境的考验，如冰雹、台风、雨。雪、风沙及高温炙烤，以防止水汽进入破坏电池片工作及发生漏电问题，因此为了能使光伏组件具有更持久的寿命，其关键作用在于其封装及密封技术。目前，光伏组件有单玻和双玻组件两大类，其中双玻相比单玻组件有明显的优势，因为单玻组件是由玻璃和背板组成，背板材料主要是由TPT、PVF、PVDF或PET等材料组成，其相比玻璃材料存在许多缺点，如玻璃的透水率几乎为零，不需要考虑水汽进入组件诱发EVA胶膜水解的问题，而传统的背板材料有一定的透水率，透过背板的水汽使劣质的EVA树脂很快分解析出醋酸，而导致组件内部发生电化学腐蚀，增加了出现PID衰减和蜗牛纹发生的概率，并且背板材质的绝缘性、防火等级、耐候性、耐磨性及耐腐蚀性远不如玻璃材质，因此未来双玻组件可能会逐渐取代单玻组件。目前传统光伏组件主体部分采用EVA或POE等热熔胶膜真空层压密封，其密封性能受材质和操作工艺条件的影响，密封效果并非特别优异，并且随着胶膜的老化其阻隔水汽的能力会降低，因此光由胶膜密封组件远不能保证光伏组件20年以上的使用寿命。光电太阳能电池板的效率降低的主要原因是水汽侵入，阻隔水汽从大气环境侵入组件内部电池片的主要方法是使用具有低MVTR(MoistureVaporTransmissionRate)边缘密封胶，目前光伏组件由第一道阻水防线边缘密封胶和第二道防线内部封装胶膜组成，边缘密封胶主要是基于丁基橡胶和聚异丁烯的密封胶，因其分子链中侧甲基的密集排列限制了聚合物分子的热运动，降低了链的柔顺性，产生了微量结晶。这些结构特征使丁基橡胶具有优良的耐候性、耐热性、耐碱性，透气率低，气密性好，其空气透过率比天然橡胶小一个数量级，因此为了使太阳能电池能持续高效地发电，开发具有高阻水效果，耐候、耐热、耐腐蚀性的边缘部分密封胶将具有重要意义。目前市场上用于光伏组件的边缘密封胶具有粘结力低，模量不如结构性密封胶(聚硫、聚氨酯、聚硅氧烷)大，但结构性密封胶水汽阻隔效果较差，而丁基类密封胶具有优异的阻隔性能，但其因具有一定的冷流性，在负载下易产生错位的问题，在高温暴露时存在严重的降解过程，导致缺胶、脱层、迁移渗入电池片内部的问题，从而不能有效阻隔水汽侵入组件内部，导致光伏组件发电效率劣化。中国专利CN103165708A介绍了一种可交联聚乙烯共聚物，聚乙烯共聚物材质的阻水效果和耐老化性能不如丁基类聚合物，其未说明该材质的水汽透过率及老化后的水汽透过率。中国专利CN105062379A介绍了一种以丁基类聚合物为基材的密封胶，其具有较低的水汽透过率的优点，但其只说明了初始的水汽阻隔性能，无耐老化测试实验(如湿热、高低温、紫外等)说明，其无可水解与玻璃界面起化学反应作用的硅氧烷基组分，不能保证在使用过程中阻隔水汽从界面侵入光伏组件内部而具有持久的水汽阻隔效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术不足，提供了一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，所述双玻光伏组件用热熔丁基密封胶按重量百分比计，包含以下物质：15～45％的丁基聚合物、5～35％的合成聚合物、0.02-0.5％的引发剂、0.1-1％硅烷偶联剂、10-30％的无机惰性填料、10-20％的干燥剂、0-5％的增黏树脂、0.3-0.7％的增塑剂、0.1-0.5重量％的防老剂。进一步地，所述丁基聚合物为IIR(丁基橡胶)、PIB(聚异丁烯)，数均分子量为20000-1000000，优选50000-500000。进一步地，所述合成聚合物选自SBR(丁苯橡胶)、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、聚苯乙烯、POE(聚烯烃弹性体)、EPDM(三元乙丙橡胶)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物)、SPIBS(苯乙烯-聚异丁烯-苯乙烯共聚物)。进一步地，所述引发剂选自BPO(过氧化苯甲酰)、DCP(过氧化二异丙苯)、AIBN(偶氮二异丁腈)、ABVN(偶氮二异庚腈)、TBHP(叔丁基过氧化氢)、IPP(过氧化二碳酸二异丙酯)。进一步地，所述硅烷偶联剂含以下结构式：R1Si(OR2)nX3-n，其中R1为-(CH2)mR3或-CH＝CH2，m为1、2或3，R3选自-NH2、NH(CH2)2NH2、-SH、-OCH2CH3、-O(CH2)2CH3、-OOC-(CH3)C＝CH2和R2为-CH3或-CH2CH3，X为Cl或Br，n为1、2或3。进一步地，所述无机惰性填料选自云母、滑石粉、高岭土、二氧化硅、碳酸钙、炭黑，目数大于50目；所述炭黑为炉法制造补强型炭黑，粒径15～60nm，使该热熔丁基密封胶具有大于1014Ω·cm的体积电阻率。进一步地，所述干燥剂选自3A至5A型分子筛、氧化钙、氯化钙、硫酸镁、活性氧化铝、硅胶，目数大于50目。进一步地，所述增黏树脂选自松香树脂、萜烯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、碳五加氢树脂、碳九加氢树脂；所述增塑剂为聚丁烯或邻苯二甲酸酯类。进一步地，所述防老剂选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类取代丙烯腈类、三嗪类、HALS。一种上述的双玻光伏组件用热熔丁基密封胶的制备方法，具体为：将丁基聚合物和合成聚合物加入到温度为110℃的捏合机中进行共混捏合10分钟，冷却至50-100℃后，加入引发剂捏合搅拌5分钟，加入偶联剂升温至160-200℃捏合20分钟，再控温至120-150℃，加入无机惰性填料、增黏树脂、增塑剂、防老剂，继续捏合10分钟，在真空度为0.08～0.1MPa、温度120-150℃下继续捏合1～2小时，得到均匀密封胶捏合物。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术针对现有技术问题，如老化后粘接力下降，紫外、湿热、高低温老化后存在缺胶及脱层现象，水汽阻隔率差等问题，在此密封胶经两种聚合物熔融共混改性，再经硅烷偶联剂接枝改性，最后经填充改性得到，通过硅烷接枝改性使密封胶具有一定的交联度，以形成含Si-O-Si基团的三维网状结构以减少其降解，并且得到的密封胶表面含有可水解的硅氧烷基团，可在使用过程中通过水汽水解作用形成极性的硅羟基，硅羟基可与玻璃表面活性基团之间形成化学键合作用以防止水汽从界面侵入，并调节其内聚强度与黏合强度平衡，使其粘合力略大于内聚力，使密封胶在界面破坏(粘合性故障)之前发生内聚性故障，从而能持久有效地阻隔水汽从密封胶与玻璃之间的界面侵入电池原件，其既起密封作用又起一定的结构作用。2、本专利技术制得的密封胶初始搭接剪切强度大于0.7MPa，在100％相对湿度和121℃老化120小时后仍具有大于0.7MPa的搭接剪切强度；厚度为0.8至1.2毫米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述双玻光伏组件用热熔丁基密封胶按重量百分比计，包含以下物质：15～45％的丁基聚合物、5～35％的合成聚合物、0.02‑0.5％的引发剂、0.1‑1％硅烷偶联剂、10‑30％的无机惰性填料、10‑20％的干燥剂、0‑5％的增黏树脂、0.3‑0.7％的增塑剂、0.1‑0.5重量％的防老剂等。

【技术特征摘要】
1.一种双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述双玻光伏组件用热熔丁基密封胶按重量百分比计，包含以下物质：15～45％的丁基聚合物、5～35％的合成聚合物、0.02-0.5％的引发剂、0.1-1％硅烷偶联剂、10-30％的无机惰性填料、10-20％的干燥剂、0-5％的增黏树脂、0.3-0.7％的增塑剂、0.1-0.5重量％的防老剂等。2.按照权利要求1所述的双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述丁基聚合物为IIR(丁基橡胶)、PIB(聚异丁烯)，数均分子量为20000-1000000，优选50000-500000。3.按照权利要求1所述的双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述合成聚合物选自SBR(丁苯橡胶)、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、聚苯乙烯、POE(聚烯烃弹性体)、EPDM(三元乙丙橡胶)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物)、SPIBS(苯乙烯-聚异丁烯-苯乙烯共聚物)等。4.按照权利要求1所述的双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述引发剂选自BPO(过氧化苯甲酰)、DCP(过氧化二异丙苯)、AIBN(偶氮二异丁腈)、ABVN(偶氮二异庚腈)、TBHP(叔丁基过氧化氢)、IPP(过氧化二碳酸二异丙酯)等。5.按照权利要求1所述的双玻光伏组件用热熔丁基密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂含以下结构式：R1Si(OR2)nX3-n，其中，R1为-(CH2)mR3或-CH＝CH2，m为1、2或3，R3选自-NH2、NH(CH2)2NH2、-SH、-OCH2CH3、-O(CH2)2CH3、-OOC-(CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：盘龚健，靳加彬，周光大，林建华，
申请(专利权)人：杭州福斯特光伏材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33